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Introducción En la vida moderna existen muchas cosas útiles, como computadoras, automóviles, aviones, naves espaciales, centrales nucleares, etc., que deben ser eficientes y seguras para las personas y el ambiente; es decir, deben ser muy confiables. La confiabi-lidad de estos objetos - llamados Sistemas Tecnológicos - se logró investigando sus posibles fallas, originándose así la denomi-nada Teoría de la Confiabilidad, que “estudia las leyes que gobiernan la ocurrencia de las fallas en los sistemas tecnológicos”.

Sistemas Tecnológicos Un sistema tecnológico es un conjunto de elementos físicos que desempeña una fun-ción (o varias) de interés. El sistema debe estar identificado claramente, determinando su extensión, conociendo sus subsistemas y componentes (partes que lo forman), cuán-do se encuentra en condiciones normales,

cuáles son sus posibles fallas, y cómo están relacionados el sistema, los subsistemas y los componentes. Para simplificar, se llama “dispositivo” a un sistema, subsistema o com-ponente. Ejemplos de sistemas de alta confiabilidad son las modernas y complejas montañas rusas, que controlan por computadoras la velocidad, la distancia entre trenes, los fre-nos y eventuales fallas; el acoplamiento en

el espacio entre la nave americana Apolo y la rusa Soyuz, que permitió importantes avan-ces técnicos, como el diseño del acopla-miento común (Fig. 1) y el transbordador espacial Enterprise, usado para pruebas de la NASA (Fig. 2).

Falla de un Dispositivo y su Clasificación Un dispositivo falla cuando no cumple su función, durante un dado período de tiempo y bajo determinadas condiciones (tempera-tura, presión, vibración, etc.). Por ejemplo,

1un relé de un circuito eléctrico puede no

cerrarse o puede cerrarse a des-tiempo, aunque sea manejado correctamente; también puede no cerrarse por ser manejado inade-cuadamente. Entonces, la falla de un dispositivo depende del dispo-sitivo en sí mismo o de otras cau-sas ajenas a éste.La falla de un dispositivo siempre aparece sorpresivamente, por lo que es necesario tener idea de la posibilidad de su aparición. Para esto, la Teoría de la Confiabilidad utiliza Probabilidades y Estadísti-cas.Las fallas de un dispositivo pue-den clasificarse de diversas maneras. Existen fallas que afec-tan al dispositivo cuando está funcionando normalmente, y

otras que ocurren cuando está funcionando anormalmente. También existen dispositivos que son manejados por otros dispositivos; en este caso puede ocurrir que un dispositivo manejado falle porque falló el que lo maneja-

Serie: hojitas de conocimiento

Tema: SEGURIDADEnfoque: Universitario

Una mirada a la

confiabilidad de los sistemas tecnológicos Autor:

Carlos E. ChiossiIngeniero Electromecánico - Orientación Electrónica (UBA)

Agente de CNEA y ARN (entre 1969 y 2008)

Experto en Seguridad Nuclear de Reactores Nucleares

Asesor Científico (CNEA y ARN)

Docente en Seguridad Nuclear (IB/CNEA/ARN)

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Fig. 1: Acoplamiento de naves espaciales Apolo – Soyuz. Imagen obtenida en el Instituto Smithsoniano (Washington DC – EE.UU.) 2007 - Fuente: El autor.

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ba. Por lo tanto, una falla puede depender o no de otro dispositivo. Finalmente, puede ocurrir que una falla sea intermitente si apa-rece durante tiempos cortos, o permanente si dura mucho tiempo.

Hipótesis de Confiabilidad El análisis de confiabilidad de los sistemas tecnológicos requiere de hipótesis que sim-plifiquen el análisis, siempre que ellas pue-dan ser aplicables al sistema de interés. Una hipótesis muy usada es que un dispositivo puede funcionar correctamente o puede fallar. También existen sistemas en los que puede aceptarse que en funcionamiento normal, la falla de uno o más dispositivos no afectan al sistema. Existen dispositivos- llamados activos - que transforman un medio físico que entra al dispositivo en otro que sale del mismo (es el caso de un parlante de una radio, en el que entra una señal eléctrica y sale una señal acústica). Otros dispositivos - llamados pasivos - transfieren un medio físico desde su entrada hasta su salida, sin modificaciones (un conductor eléctrico transfiere una corriente desde un punto a otro de un circuito).

Criterios de Confiabilidad Los criterios de confiabilidad son princi-pios de diseño empleados en el proyecto de sistemas tecnológicos para mejorar su con-fiabilidad. Estos criterios pueden verse tanto en sistemas complejos, como en muy sim-ples, de los cuales se darán ejemplos. En ciertas casas existe un sistema de alarma compuesto por dos subsistemas idénticos e independientes entre sí, de manera que si uno falla, el otro funciona independiente-mente del primero (criterio de Redundancia). Hay casas que para cerrar la puerta de calle, tienen la cerradura común y un cerrojo pasa-dor; aquí el sistema de cierre de la puerta está formado por dos subsistemas diferen-tes e independientes entre sí, y cada uno efectúa la función requerida (criterio de Diversidad). Sea una casa con dos habita-ciones contiguas; en una hay una máquina ruidosa y en la otra hay un piano para tocar; colocando en la pared separadora paneles acústicos, se logra una barrera para los sub-sistemas del sistema máquina – piano (crite-rio de Segregación). Considérese un paso a nivel ferroviario, con barreras automáticas

cerradas; si cuando pasó el tren las barreras no vuelven a subir, esta falla mantiene la detención segura de los vehículos (criterio de Falla a favor de la seguridad). Finalmen-te, todo sistema debe diseñarse lo más sim-ple posible, pero conservando la función deseada (criterio de Simplicidad).

Mantenimiento y Reparación de Disposi-tivos Para conservar la confiabilidad de disposi-tivos, estos deben mantenerse o repararse adecuadamente. La lubricación de piezas móviles, la limpieza de contactos eléctricos, etc., son ejemplos de mantenimiento. El cam-bio de un tomacorriente o la soldadura de una pieza metálica fracturada, son ejemplos de reparación.

Conclusión La Teoría de la Confiabilidad brinda tran-quilidad a los usuarios y a la población en general que usa los sistemas tecnológicos, ya que aumenta la seguridad y la calidad de la vida moderna al reducir las posibilidades de accidentes o falsas indicaciones. Las centrales nucleares constituyen un ejemplo de sistemas tecnológicos en los cuales se emplea la Teoría de la Confiabilidad.

ABREVIATURASARN: Autoridad Regulatoria Nuclear.CNEA: Comisión Nacional de Energía Atómica.IB: Instituto Balseiro – Centro Atómico Bariloche.UBA: Universidad Nacional de Buenos Aires.

REFERENCIA1- Se denomina relé a un interruptor electromagnético que abre o cierra un circuito eléctrico por acción de una corriente eléctrica débil.

Nº 15 SEGURIDAD - Confiabilidad Sistemas Tecnológicos

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Figura 2: Enterprise. Imagen obtenida en el Instituto Smithsoniano (Washington DC – EE.UU.) 2007.

Fuente: El autor.